JPH0445263B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0445263B2
JPH0445263B2 JP57104881A JP10488182A JPH0445263B2 JP H0445263 B2 JPH0445263 B2 JP H0445263B2 JP 57104881 A JP57104881 A JP 57104881A JP 10488182 A JP10488182 A JP 10488182A JP H0445263 B2 JPH0445263 B2 JP H0445263B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sliding
mold
sic layer
layer
cvd
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP57104881A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS58221270A (ja
Inventor
Toshio Hirai
Yasushi Hoshi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Riken Corp
Original Assignee
Riken Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Riken Corp filed Critical Riken Corp
Priority to JP10488182A priority Critical patent/JPS58221270A/ja
Publication of JPS58221270A publication Critical patent/JPS58221270A/ja
Publication of JPH0445263B2 publication Critical patent/JPH0445263B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C26/00Coating not provided for in groups C23C2/00 - C23C24/00

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
この発明は耐摩耗性金属摺動部品とその鋳造方
法に係り、更に詳しく言えば粒界にガラス質相が
存在しない緻密なSiC層を摺動面に有する金属摺
動部品とその鋳造方法に係る。 例えば内燃機関用シリンダライナ等の摺動部品
の耐摩耗性を改善する目的で摺動面にクロムめつ
きや耐摩耗性溶射処理等を施すことが屡々行なわ
れている。しかしながら近時内燃機関の使用条件
がきびしくなるにつれて、シリンダライナ等の摺
動部品にも更に高度な耐摩耗性が要求されるよう
になつて来ており、摺動面にSiC等のセラミツク
層を形成することが試みられている。 ところでSiC等のセラミツク層を摺動面に形成
する方法としてSiC等のセラミツク質の粒子と金
属粒子との混合物を摺動面にプラズマ溶射する方
法や焼成セラミツクを摺動面側に接合させる方法
が知られているが、溶射方法によつて形成された
溶射層は一般には多量の空孔を含んだ状態で形成
され、それ自本の密着強度が充分でなく、摺動面
として使用中に該表面層を構成している硬質粒子
が剥離、脱落し易く、この剥離、脱落した粒子は
逆に研摩剤として作用することになつて摺動部品
に研摩耗を発生させることになる。また焼成セラ
ミツクスはその製造過程でセラミツク粉に焼結助
剤が添加されており、焼結によつてこれがセラミ
ツクの粒界にガラス相を形成し、セラミツク粒子
を結合させる役をするが、ガラス相自体はセラミ
ツクよりも強度や耐摩耗性が小さいため焼結セラ
ミツクの強度や耐摩耗性を低下させることにな
る。 本発明は上記の如き問題点を解決した摺動面に
SiC層を有する摺動部品およびその鋳造方法を提
供することを目的とし、金属摺動部品の摺動面表
面にいわゆるCVD−SiCといわれるSiC層が移植
され、摺動面を形成している耐摩耗性金属摺動部
品および鋳造鋳型の摺動面に相当する部分を形成
する黒鉛製の鋳型部分の表面に化学気相析出法
(CVD法)によつて緻密なSiCを形成しておいて、
この鋳型部分を組込んで鋳造鋳型を組立て、これ
に金属溶湯を注入、凝固せしめ、鋳型面のCVD
−SiC層を鋳造品の摺動面表面に移植して、緻密
なCVD−SiC層によつて摺動面が形成されている
摺動部品鋳造品を得る方法に係る。 CVD−SiC層は緻密で使用中に粒子が剥落する
ようなことはなく、すぐれた耐摩耗性を有する
が、金属面に直接にCVD法によつてSiC層を形成
することは極めて困難であるため従来は実用され
ていなかつた。しかしながら本発明の方法によれ
ば摺動部品の摺動面にCVD−SiC層を容易に形成
することができるようになつた。 次に添付図面を参照しながら本発明について説
明する。 第1図は本発明の方法の実施態様の一例である
内燃機関用シリンダライナの縦断面を示してい
る。鋳鉄の如き金属基材で作られた円筒状摺動部
品1の内周面2にCVD−SiC層3が移植されて摺
動面を形成している。その鋳造法について述べれ
ばまず外周面を精度よく仕上げ加工した黒鉛製円
筒中子4すなわちライナの摺動面に対応する鋳型
部分を準備する。中子用の黒鉛材料としては後述
するようにCVD法は高温で行なわれるので、中
子の膨脹係数がその外表面に析出したSiC層の膨
脹係数より小さいと冷却過程でSiC層にクラツク
が発生し易くなる。従つて中子用黒鉛材料として
はその熱膨脹係数がSiCの熱膨脹係数と同程度か
或いはこれより僅か大きいものを使用することが
望ましく、一例を挙げると熱膨脹係数が約5×
10-6/℃の黒鉛材料が好結果を示した。 このようにして準備した黒鉛製中子4を公知の
CVD法に従つて炉中で高温に加熱しておいて、
SiとCとを含む混合ガスを周囲に供給し、黒鉛表
面および周囲で反応させてSiCを黒鉛表面に析出
させ、SiCの緻密な被膜を形成させる。CVD法で
得られるいわゆるCVD−SiC層は焼結によつて得
られるSiC層とは異なり、焼結助剤を用いないの
で粒界にガラス相を含むようなことはなく、極め
て均質緻密な組織を有している。 SiとCとを含む混合ガスとしてはSiCl4、C3H8
およびH2の混合ガスが適当であり、析出条件お
よび析出層について例示すると第1表に示すとお
りである。 例No.3においては析出層はβ−SiC中にCが微
細に分散した組織を示しているが、Cを微細に分
散させることによつて潤滑特性を改善し、摺動特
性を更に向上させることができる。
【表】 上記のようにして外周面に緻密なSiC層3′を
形成した中子5を通例のとおり主型6に組みこみ
鋳型7を組立て、該鋳型7のキヤビテイ8内に鋳
鉄溶湯を注入して凝固させる。このようにすると
中子5の外周面に形成されていたCVD−SiC層
3′はそのまわりに凝固した鋳鉄によつて鋳ぐる
まれる。 次に型ばらしを行ない、黒鉛製中子4を取除く
とCVD−SiC層3′が内周面に移植され、固着し
た状態で残留して摺動面を形成しているシリンダ
ライナ鋳造品を得る。黒鉛製中子は機械的に破壊
して除去するか、或いは臭素(Br)等の液中に
浸漬するなどの化学的処理をすることにより容易
に除去することができる。 CVD−SiC層は硬質なので仕上加工が困難であ
るが、上記方法による場合黒鉛製中子4の表面形
状を精度よく仕上げておいてこれにCVD−SiC層
を形成すればシリンダライナ鋳造品内周面に移植
されたSiC層の表面も摺動面として充分な精度を
持つことになるから仕上げ加工は僅少で済むこと
になつて好都合である。 本発明においてはCVD−SiC層3′を形成した
中子5′のCVD−SiC層の上に、更に従来の溶射
法によつて例えばFe、Ni、Cr、Alの如き金属ま
たはこれらの合金、あるいはTiO2、Al2O3
ZrO2、Cr2O3の如き金属酸化物、TiCやTiN等の
金属炭化物、窒化物の一つまたは二つ以上を含む
溶射層9′を形成して中子5′とし、該中子5′を
前記同様に主型6に組込んで鋳型7とし、鋳鉄溶
湯を注入凝固させることによつて内周面にCVD
−SiC層3とその下に溶射層9との二相が移植、
形成されているシリンダライナ11とすることも
でき、このようにして得られたシリンダライナ1
1は鋳鉄基材とCVD−SiC層との間に空孔を有す
る溶射層が介在するために、鋳鉄基材とCVD−
SiC層との結合が良好であり、或いは溶射層9を
特に熱伝導率の小さい物質、例えばZrO2などを
多量に含むものとすればシリンダライナの断熱効
果が良好となり内燃機関の熱効率を改善すること
ができる。 以上説明したように本発明は従来不可能とされ
て来た摺動面にCVD−SiC層を有する金属摺動部
品を提供することを可能にし、摺動部品の耐摩耗
性を著しく向上せしめると共に、CVD−SiC層の
有用な特性の工業的利用分野を拡大するものであ
り、その工業的価値はきわめて大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の摺動部品の実施例を示す中央
断面図、第2図は本発明の方法の実施に用いられ
る鋳型部分の一例を示す縦断面図、第3図は同じ
くCVD−SiC層を形成した鋳型部分の一例を示す
縦断面図、第4図は同じく鋳型組立状態を示す縦
断面図、第5図はCVD−SiC層とその上に溶射層
を形成した鋳型部分の他の例を示す縦断面図、第
6図は第5図の鋳型部分を用いて製作した他の実
施例を示す中央縦断面図である。 1……円筒状摺動部品、2……内周面、3……
CVD−SiC層、4……黒鉛製中子(鋳型部分)、
5……CVD−SiC層を外周面に形成した中子、6
……主型、7……鋳型、8……キヤビテイ、9,
9′……溶射層、11……CVD−SiC層とその下
に溶射層とが内周面に形成されている円筒状摺動
部品。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 耐摩耗性金属摺動部品において、摺動面表面
    に化学気相析出法によるSiC層が移植され、厚さ
    0.05〜5.0mmの緻密なSiC層によつて摺動面が形成
    されていることを特徴とする耐摩耗性金属摺動部
    品。 2 金属摺動部品の鋳造方法において、摺動部品
    の摺動面に対応する鋳型部分を黒鉛材で構成し、
    該鋳型部分の表面に厚さ0.05〜5.0mmのSiC層を化
    学気相析出法(CVD法)により成形する第一工
    程、前記鋳型部分を組込んだ鋳型を組立てる第二
    工程、前記鋳型に金属溶湯を注入凝固させる第三
    工程、および型ばらしをして黒鉛製鋳型部分を取
    除いて摺動部品鋳造品を得る第四工程より成るこ
    とを特徴とする摺動面表面に化学気相析出法によ
    るSiC層が移植され、摺動面を形成している耐摩
    耗性金属摺動部品の鋳造方法。 3 金属摺動部品の鋳造方法において、摺動部品
    の摺動面に対応する鋳型部分を黒鉛材で構成し、
    該鋳型部分の表面に厚さ0.05〜5.0mmのSiC層を化
    学気相析出法(CVD法)により形成する第一工
    程、前記鋳型部分のSiC層の上面に金属または金
    属の酸化物、炭化物または窒化物の一種または二
    種以上を溶射して溶射層を形成する第二工程、前
    記SiC層と溶射層とを有する前記鋳型部分を組込
    んで鋳型を組立てる第三工程、前記鋳型に金属溶
    湯を注入凝固させる第四工程および型ばらしをし
    て黒鉛製鋳型部分を取除いて摺動部品鋳造品を得
    る第五工程より成ることを特徴とする摺動面表面
    に化学気相析出法によるSiC層とその下に溶射層
    とが移植され、摺動面を形成している耐摩耗性金
    属摺動部品の鋳造方法。
JP10488182A 1982-06-18 1982-06-18 耐摩耗性摺動部品とその鋳造方法 Granted JPS58221270A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10488182A JPS58221270A (ja) 1982-06-18 1982-06-18 耐摩耗性摺動部品とその鋳造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10488182A JPS58221270A (ja) 1982-06-18 1982-06-18 耐摩耗性摺動部品とその鋳造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS58221270A JPS58221270A (ja) 1983-12-22
JPH0445263B2 true JPH0445263B2 (ja) 1992-07-24

Family

ID=14392526

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10488182A Granted JPS58221270A (ja) 1982-06-18 1982-06-18 耐摩耗性摺動部品とその鋳造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS58221270A (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110923664A (zh) * 2019-11-28 2020-03-27 宜兴王子制陶有限公司 一种二维增强的蜂窝结构体成形模具涂层的制备方法
KR20230132480A (ko) * 2021-01-22 2023-09-15 오엘리콘 멧코 아게, 볼렌 이식된 열 장벽 코팅 시스템

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PROCEEDINGS OF THE SIXTH INTERNATIONAL CONFERENCE ON CHEMICAL VAPOR DEPOSITON=1977 *

Also Published As

Publication number Publication date
JPS58221270A (ja) 1983-12-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5137789A (en) Composite ceramic and metal article
JPH0250173B2 (ja)
JPH0333428B2 (ja)
US4648308A (en) Internal combustion engine piston and a method of producing the same
US4890663A (en) Method for producing a ceramic-coated metallic component
JPH0645862B2 (ja) セラミツク溶射層の形成方法
JPH0445263B2 (ja)
KR100847911B1 (ko) 주조기계 부품용 금속재료 및 알루미늄 용탕 접촉부재와 그제조방법
JPH07166318A (ja) 被覆パターン形成用マスク
JP2920004B2 (ja) セラミックスと金属の鋳ぐるみ複合体
JPH028894B2 (ja)
JPS63303673A (ja) 内燃機関用の壁構造体および製造方法
JP2591872B2 (ja) 窒化珪素鋳ぐるみピストン
CN116929064A (zh) 一种用于铝锂合金熔炼的复合坩埚及其制备方法
JPS63157741A (ja) 連続鋳造用鋳型
JPH02104950A (ja) 内燃機関のピストン
JP3487137B2 (ja) 金属基複合材料製シリンダライナの製造方法
EP0191008A1 (en) Shell or tubular object and method to manufacture the same
JPH0424142B2 (ja)
JPH0159069B2 (ja)
JPS61194187A (ja) 断熱型エンジン用シリンダライナ
JP2718777B2 (ja) 反応焼結セラミックス部材の製造方法
JPS60166156A (ja) セラミツクス−金属系複合体の製造方法
JPH09256902A (ja) 内燃機関のピストンおよびその製造方法
JPH03106553A (ja) 断熱セラミック被覆層を内面に有する中空部材の製造方法